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出版者:Prentice Hall

作者:Barry F. Kavanagh

出品人:

页数:816

译者:

出版时间:2008-07-31

价格:USD 113.60

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132365123

丛书系列:

图书标签:

• 测量学
• 大地测量学
• 工程测量
• 地理信息系统
• 遥感
• 地图学
• 测量仪器
• 建筑工程
• 土木工程
• 空间数据

《大地之眼：现代测绘技术与应用》 内容简介 本书旨在系统、全面地介绍现代测绘学的基本原理、核心技术及其在工程、国土、环境等多个领域的广泛应用。它不仅是一部面向专业学生和技术人员的教科书，更是一本深入浅出、富含实践指导意义的参考手册。我们将带领读者穿越传统测量学的历史沿革，步入以高精度GNSS、激光雷达（LiDAR）、无人机摄影测量（UAV-Photogrammetry）和三维建模为核心的现代测绘新时代。 本书的结构设计遵循“理论基础—核心技术—应用实践”的逻辑主线，确保知识体系的严谨性和实用性。 --- 第一部分：测绘学的基石与理论框架 本部分着重奠定坚实的理论基础，理解地球的物理特性和空间几何关系，这是所有精确测量的先决条件。 第一章：地球的几何形态与大地基准 详细探讨地球的形状模型，包括椭球体、大地水准面和参考椭球体的概念及其数学表达。深入分析不同大地坐标系（如ITRF、CGCS2000）的建立原理、转换方法及其在跨区域工程中的重要性。重点解析大地测量学中最为关键的基准面问题，包括高程系统的确定与维护。 第二章：误差理论与数据处理基础 测绘工作的本质是对真实世界的近似描述，因此误差分析至关重要。本章系统讲解误差的来源、分类（偶然误差、系统误差、粗差）及其统计学特性。详细介绍平差理论的基础——最小二乘法，包括对位、对边、空中三角测量的平差计算，以及如何通过信噪比分析和残差检查来评估数据质量，确保测量成果的可靠性。 第三章：传统的测量方法与仪器原理 回顾经典测量工具的工作原理，这有助于理解现代高科技仪器的性能极限和适用场景。详细阐述经纬仪、水准仪的结构、功能、误差源及精确操作规程。重点讲解三角高程测量、往返水准测量的精确施测流程，以及如何利用这些基础手段构建局部控制网络。 --- 第二部分：现代空间信息采集的核心技术 本部分聚焦于驱动当代测绘进步的关键技术，侧重于数据采集的高效性、高精度和智能化。 第四章：全球导航卫星系统（GNSS）的原理与应用 GNSS技术是现代测绘的“眼睛”。本章深入解析卫星信号的传播路径、接收机的工作原理，以及双频、多星座系统的优势。详细介绍GNSS数据的采集模式，包括静态、快速静态、实时动态（RTK）和网络RTK（NRTK）的作业流程、数据后处理软件的应用与精度控制。探讨地壳形变监测、高精度定位中的位移向量解算。 第五章：航空摄影测量与无人机（UAV）系统 随着传感器的进步，航空影像已成为获取大范围高精度三维数据的首选。本章详细介绍传统空中三角测量的几何约束，随后聚焦于UAV平台在测绘中的革命性应用。内容涵盖航线规划、相机标定（内、外方位元素）、影像匹配算法（如SIFT、PatchMatch）、密集点云生成、数字地表模型（DSM）与正射影像（DOM）的制作流程，及其质量评估标准。 第六章：激光雷达（LiDAR）与三维点云处理 激光雷达以其直接获取高密度三维坐标的能力，成为城市建模和复杂地形测量的利器。本章讲解主动遥感原理，包括激光脉冲的飞行时间测量、回波信号的解析。重点讨论点云数据的预处理（去噪、分类）、地面点提取、线要素提取、点云配准以及如何高效地将海量点云数据转化为可用的工程模型。 第七章：地面三维扫描技术与数据融合 介绍地面式高精度三维扫描仪（TLS）的工作原理及其在小范围、高精度场景的应用，如文物保护、工业厂房数字化。着重讲解如何将GNSS、航空影像和地面扫描获取的数据进行空间融合与一体化整合，形成统一、一致的高精度空间信息数据集。 --- 第三部分：空间信息的组织、表达与工程应用 本部分将采集到的原始数据转化为可用于决策和施工的成果，关注数据的组织管理、可视化表达和具体行业的应用。 第八章：地图投影与空间数据组织 系统梳理不同地图投影的数学基础（如墨卡托、高斯-克吕格），以及投影变形的计算与控制。讲解地理信息系统（GIS）的数据结构，包括矢量模型（点、线、面）和栅格模型，以及拓扑关系的建立与维护，确保空间数据的空间一致性。 第九章：数字地形建模与可视化表达 探讨构建和应用数字高程模型（DEM）的技术。详细介绍不规则三角网（TIN）的构建算法、水文分析（流域划分、汇流路径计算）在DEM上的实现。阐述三维场景的构建技术，包括倾斜摄影测量模型的优化、纹理贴图、以及在虚拟现实（VR）/增强现实（AR）环境中的应用。 第十：工程测量的关键环节与精度控制 将测绘技术直接应用于土木工程的各个阶段。从勘测设计阶段的控制网布设、地形测图，到施工放样阶段的线、点、面的精确导控，再到竣工验收阶段的沉降监测与变形分析。详细分析大跨度桥梁、隧道工程、高层建筑在施工过程中的位姿监测需求与解决方案。 第十一章：国土资源与环境监测的应用案例 展示现代测绘在宏观管理中的作用。包括地籍调查中的边界确定与更新、利用遥感与GNSS技术进行土地利用分类与变化监测。探讨如何利用三维点云和倾斜摄影模型进行城市管线普查、应急管理中的灾害评估以及环境污染源的可视化追踪。 --- 结语 本书力求在保持学术深度的同时，紧密贴合行业前沿发展。通过对基础理论的夯实与对新兴技术的详细剖析，读者将能够熟练掌握从数据采集到最终成果交付的全过程，成为能够驾驭复杂空间信息项目的专业人才。

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